(57)【要約】ペンタエリスリトールプロポキシレート（５／４  ＰＯ／ＯＨ）およびステアリン酸のエステル等の、分枝状ポリオールおよび脂肪酸のエステルを含む電気泳動媒体の添加剤。脂肪酸は、飽和または不飽和の分枝状または非分枝状であり得る。いくつかの実施形態では、脂肪酸は、過フッ素化されているか、または部分的にフッ素化されている。いくつかの実施形態では、分枝状ポリオールは、ポリプロピレンオキシドまたはポリエチレンオキシドのオリゴマーを含む。添加剤が、ディスプレイにおける電気泳動媒体中に含まれるとき、得られるディスプレイは、改良されたコントラスト比およびゴースト発生の低減を示す。【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気泳動媒体であって、
（ａ）非極性流体と、
（ｂ）前記非極性流体中に分散される複数の第１の荷電粒子と、
（ｃ）式Ｉの添加剤と、
【化１１】
2019502960.tif 000017
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４は、独立して、−ＯＨ、−（ＣＨ２）ｍＯＨ、−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｎＯＨ、−（ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）ｑＯＨ、−ＯＣＯＲ５、−（ＣＨ２）ｒＯＣＯＲ５、−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｔＯＣＯＲ５、および−（ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）ｕＯＣＯＲ５から選択され、各Ｒ５は、独立して、Ｃ５〜Ｃ２８分枝状または非分枝状アルカンまたはフルオロアルカンであり、ｍ、ｎ、ｑ、ｒ、ｔ、およびｕは、独立して、１から３０の整数であり、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、またはＲ４のうちの少なくとも１つは、−ＯＣＯＲ５、−（ＣＨ２）ｒＯＣＯＲ５、−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｔＯＣＯＲ５、または−（ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）ｕＯＣＯＲ５である）
を備える、電気泳動媒体。
【請求項２】
Ｒ５は、Ｃ１０〜Ｃ２０非分枝状アルカンまたはフルオロアルカンである、請求項１に記載の電気泳動媒体。
【請求項３】
Ｒ５は、飽和である、請求項１に記載の電気泳動媒体。
【請求項４】
Ｒ５は、不飽和である、請求項１に記載の電気泳動媒体。
【請求項５】
Ｒ５は、Ｃ１７Ｈ３５またはＣ１７Ｆ３５である、請求項１に記載の電気泳動媒体。
【請求項６】
Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３は、−ＯＨであり、Ｒ４は、−ＯＣＯＲ５であり、Ｒ５は、Ｃ５〜Ｃ２８分枝状または非分枝状アルカンまたはフルオロアルカンである、請求項１に記載の電気泳動媒体。
【請求項７】
Ｒ５は、Ｃ１７Ｈ３５またはＣ１７Ｆ３５である、請求項６に記載の電気泳動媒体。
【請求項８】
前記非極性流体中に分散される複数の第２の荷電粒子をさらに備え、前記第１および第２の荷電粒子は、反対電荷を有する、請求項１に記載の電気泳動媒体。
【請求項９】
イオン性界面活性剤をさらに備える、請求項１に記載の電気泳動媒体。
【請求項１０】
前記イオン性界面活性剤は、四級化アミンを含む、請求項９に記載の電気泳動媒体。
【請求項１１】
請求項１から９のいずれかに記載の電気泳動媒体を備える、カプセル化された電気泳動媒体。
【請求項１２】
前記電気泳動媒体は、マイクロセルまたはタンパク質コアセルベート内にカプセル化される、請求項１１に記載のカプセル化された電気泳動媒体。
【請求項１３】
前記タンパク質コアセルベートは、ゼラチンを含む、請求項１２に記載のカプセル化された電気泳動媒体。
【請求項１４】
前記電気泳動媒体は、ポリマー中に分散される、請求項１から９のいずれかに記載の電気泳動媒体。
【請求項１５】
前記第１の荷電粒子は、チタニア、炭素黒色、または亜クロム酸銅を含む、請求項１に記載の電気泳動媒体。
【請求項１６】
添加剤と第１の荷電粒子との比は、１：５００（重量／重量）を上回る、請求項１に記載の電気泳動媒体。
【請求項１７】
前記電気泳動媒体の伝導率は、３００ｐＳ／ｍ未満である、請求項１に記載の電気泳動媒体。
【請求項１８】
前記非極性流体中に分散される、複数の第２の荷電粒子および複数の第３の荷電粒子をさらに備え、前記第１、第２、または第３の荷電粒子は、赤色、緑色、青色、シアン色、黄色、またはマゼンタ色である、請求項１に記載の電気泳動媒体。
【請求項１９】
前記非極性流体は、Ｃ６〜Ｃ１８分枝状アルカンを含む、請求項１に記載の電気泳動媒体。
【請求項２０】
前記非極性流体は、Ｃ７〜Ｃ１０分枝状アルカンを含む、請求項１に記載の電気泳動媒体。
【請求項２１】
式ＩＩの添加剤
【化１２】
2019502960.tif 000018
（式中、Ｒ５は、Ｃ５〜Ｃ２８分枝状または非分枝状アルカンまたはフルオロアルカンである）。
【請求項２２】
Ｒ５は、Ｃ１０〜Ｃ２０非分枝状アルカンまたはフルオロアルカンである、請求項２１に記載の添加剤。
【請求項２３】
Ｒ５は、Ｃ１７Ｈ３５またはＣ１７Ｆ３５である、請求項２１に記載の添加剤。
【請求項２４】
Ｒ５は、ステアレートである、請求項２１に記載の添加剤。
【請求項２５】
式ＩＩＩの添加剤
【化１３】
2019502960.tif 000019
（式中、Ｒ５およびＲ６は、独立して、Ｃ５〜Ｃ２８分枝状または非分枝状アルカンまたはフルオロアルカンである）。
【請求項２６】
Ｒ５またはＲ６は、フルオロアルカンのＣ１０〜Ｃ２０非分枝状アルカンである、請求項２５に記載の添加剤。
【請求項２７】
Ｒ５またはＲ６は、Ｃ１７Ｈ３５またはＣ１７Ｆ３５である、請求項２５に記載の添加剤。
【請求項２８】
Ｒ５またはＲ６は、ステアレートである、請求項２５に記載の添加剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本願は、２０１６年１月１７日に出願された米国仮出願第６２／２７９，８２２号に対する優先権を主張するものであり、該米国仮出願は、その全体が参照により本明細書中に援用される。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
本発明は、電気泳動ディスプレイ、および、電気泳動媒体中に含まれる顔料と相互作用して、ディスプレイで使用されるとき、媒体の性能を改良する添加剤に関する。例えば、本発明の添加剤は、種々の顔料について、明るい状態（オン）と暗い状態（オフ）との間でコントラストを改良することができる。また、添加剤は、ディスプレイが画像間で切り替えられた後でも残る画像である、「ゴースト発生」として知られる現象も抑制する。
【０００３】
粒子ベースの電気泳動ディスプレイは、長年、精力的な研究および開発の対象となっている。そのようなディスプレイでは、複数の荷電粒子（顔料粒子とも称される）が、電場の影響下で流体を通して移動する。電場は、典型的には、伝導性フィルムまたは電界効果トランジスタ等のトランジスタによって提供される。電気泳動ディスプレイは、液晶ディスプレイと比較して、良好な輝度およびコントラスト、広視野角、状態双安定性、および低電力消費を有する。しかしながら、そのような電気泳動ディスプレイは、ＬＣＤディスプレイより低速の切替速度を有し、電気泳動ディスプレイは、典型的には、遅すぎて、リアルタイムビデオを表示することができない。加えて、電気泳動ディスプレイは、流体の粘度が電気泳動粒子の移動を限定するため、低温で不活発となり得る。これらの欠点にもかかわらず、電気泳動ディスプレイは、電子書籍（電子リーダ）、携帯電話および携帯電話カバー、スマートカード、標識、腕時計、棚ラベル、およびフラッシュドライブ等の日常の製品に見出され得る。
【０００４】
電気泳動画像ディスプレイ（ＥＰＩＤ）は、典型的には、間隔のあいた一対の板状電極を含む。電極プレートのうちの少なくとも１つ、典型的には、視認面のものは、透明である。誘電溶媒で構成され、荷電顔料粒子がその中に分散されている電気泳動流体が、２つの電極プレートの間に封入される。電気泳動流体は、コントラスト色の溶媒または溶媒混合物中に分散されている１つのタイプの荷電顔料粒子を有し得る。この場合、電圧差が２つの電極プレートの間にかけられるとき、顔料粒子は、顔料粒子の極性とは逆の極性のプレートへの引力により移動する。したがって、透明プレートにおける色の表示は、溶媒の色または顔料粒子の色のいずれかであり得る。プレートの極性を逆転させると、逆のプレートへの粒子の移動を引き起こし、それにより色も逆転する。あるいは、電気泳動流体は、コントラスト色、および反対電荷を担持する２つのタイプの顔料粒子を有してもよく、これら２つのタイプの顔料粒子は、クリアな溶媒または溶媒混合物中に分散される。この場合、電圧差が２つの電極プレートの間にかけられるとき、２つのタイプの顔料粒子は、ディスプレイセル中において反対の端部（上部または下部）に移動する。したがって、２つのタイプの顔料粒子の色のうち１つが、ディスプレイセルの視認面で見られる。
【０００５】
多くの商業用電気泳動媒体は、本質的に、２つの色のみを表示し、「グレースケール」として知られる黒色および白色の極限間の勾配を伴う。そのような電気泳動媒体は、第１の色を有する単一タイプの電気泳動粒子を第２の異なる色を有する着色流体中で使用するか（その場合、第１の色は、粒子がディスプレイの視認表面に隣接してあるときに表示され、第２の色は、粒子が視認表面から離間されるときに表示される）、または異なる第１および第２の色を有する第１および第２のタイプの電気泳動粒子を非着色流体中で使用するかのいずれかである。後者の場合、第１の色は、第１のタイプの粒子がディスプレイの視認表面に隣接してあるときに表示され、第２の色は、第２のタイプの粒子が視認表面に隣接してあるときに表示される。典型的には、２つの色は、黒色および白色である。
【０００６】
フルカラーディスプレイが、所望される場合、カラーフィルタアレイが、モノクロ（黒色および白色）ディスプレイの視認表面にわたって堆積されてもよい。カラーフィルタアレイを伴うディスプレイは、色刺激を生成するために、面積共有および色混成に依拠する。利用可能なディスプレイ面積は、赤色／緑色／青色（ＲＧＢ）または赤色／緑色／青色／白色（ＲＧＢＷ）等の３原色または４原色間で共有され、フィルタが、１次元（ストライプ）または２次元（２×２）反復パターンで配列され得る。原色の他の選択肢または３つを上回る原色もまた、当技術分野において公知である。３つ（ＲＧＢディスプレイの場合）または４つ（ＲＧＢＷディスプレイの場合）のサブピクセルが、意図される視認距離において、均一色刺激（「色混成」）を伴ってそれらが視覚的にともに単一ピクセルに混成するように十分に小さいように選定される。面積共有の固有の不利点は、着色剤が常時存在し、色が、下層モノクロディスプレイの対応するピクセルを白色または黒色に切り替える（対応する原色をオンまたはオフに切り替える）ことによってのみ変調され得ることである。例えば、理想的ＲＧＢＷディスプレイでは、赤色、緑色、青色、および白色原色はそれぞれ、ディスプレイ面積の１／４（４つのうちの１つのサブピクセル）を占有し、白色サブピクセルは、下層モノクロディスプレイ白色と同程度の明るさであって、着色サブピクセルはそれぞれ、モノクロディスプレイ白色の１／３より明るくない。全体としてディスプレイによって示される白色の輝度は、白色サブピクセルの輝度の１／２を上回り得ない（ディスプレイの白色面積は、各４つのうちの１つの白色サブピクセルを表示することによって生産され、加えて、その着色形態における各着色サブピクセルは、白色サブピクセルの１／３と同等であって、したがって、組み合わせられた３つの着色サブピクセルは、１つの白色サブピクセルにわずかしか寄与しない）。色の輝度および飽和は、黒色に切り替えられる色ピクセルとの面積共有によって低下される。面積共有は、黄色を混合するときに特に問題となり、これは、黄色が、等しい輝度の任意の他の色より明るく、飽和した黄色が、白色とほぼ同程度に明るいためである。青色ピクセル（ディスプレイ面積の１／４）から黒色への切替は、黄色を暗くしすぎる。
単純そうに見えるが、電気泳動媒体および電気泳動デバイスは、複雑な挙動を呈する。例えば、単純「オン／オフ」電圧パルスは、電子リーダ内で高品質テキストを達成するために不十分であることが発見されている。むしろ、複雑な「波形」が、状態間で粒子を駆動させ、新しい表示されるテキストが前のテキストのメモリ、すなわち、「ゴースト」を留保しないことを確実にするために必要とされる。例えば、米国特許出願第２０１５０２１３７６５号を参照されたい。電場の複雑性と併せて、内相、すなわち、粒子（顔料）と流体の混合物も、電場の印加に応じた荷電種と周囲環境（カプセル化媒体等）との間の相互作用に起因して、予期しない挙動を呈し得る。加えて、予期しない挙動は、流体、顔料、またはカプセル化媒体中の不純物から生じ得る。故に、電気泳動ディスプレイがどのように内相組成物内の変動に応答するであろうかを予測することは困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願第２０１５０２１３７６５号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明の要旨
本発明は、高性能の電気泳動媒体配合物を含む。改良された性能は、以下で詳述されるポリオール添加剤の新規なファミリーを含有することから生じる。特に、本発明は、電気泳動媒体であって、（ａ）非極性流体と、（ｂ）非極性流体中に分散される複数の第１の荷電粒子と、（ｃ）式Ｉの添加剤と、
【化１】
2019502960.tif 000002
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４は、独立して、−ＯＨ、−（ＣＨ２）ｍＯＨ、−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｎＯＨ、−（ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）ｑＯＨ、−ＯＣＯＲ５、−（ＣＨ２）ｒＯＣＯＲ５、−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｔＯＣＯＲ５、および−（ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）ｕＯＣＯＲ５から選択され、各Ｒ５は、独立して、Ｃ５〜Ｃ３６分枝状または非分枝状アルカン、フルオロアルカンまたはポリアルキルシロキサンであり、ｍ、ｎ、ｑ、ｒ、ｔ、およびｕは、独立して、１から３０の整数であり、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、またはＲ４のうちの少なくとも１つは、−ＯＣＯＲ５、−（ＣＨ２）ｒＯＣＯＲ５、−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｔＯＣＯＲ５、または−（ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）ｕＯＣＯＲ５である）を備える電気泳動媒体を含む。いくつかの実施形態では、Ｒ５は、飽和または不飽和の、Ｃ１０〜Ｃ２０分枝状または非分枝状アルカン、フルオロアルカン、またはポリアルキルシロキサンである。
【０００９】
本発明の電気泳動媒体は、第１の荷電粒子に加えて、追加のタイプの粒子を含んでもよい。例えば、電気泳動媒体は、第２の、第３の、第４の、第５のまたは第６のタイプの荷電粒子を含んでもよい。粒子は、電荷、密度、疎水性および／またはゼータ電位を変化させてもよい。粒子は、マゼンタ色、赤色、オレンジ色、黄色、緑色、シアン色、青色、紫色、黒色および白色等の異なる色を有してもよい。粒子は、無色または透明であってもよい。加えて、電気泳動媒体は、イオン性界面活性剤、すなわち、第四級アミン頭部基を有する界面活性剤等の界面活性剤を含んでもよい。
【００１０】
本発明の電気泳動媒体は、背景のセクションで議論されているように、例えばマイクロセルまたはタンパク質コアセルベート内にカプセル化されてもよい。さらに、本発明の電気泳動媒体は、ポリマーマトリックス中に分散されてもよい。カプセル化されている、またはポリマー分散されている電気泳動媒体は、背景で議論されているように、フロントプレーンラミネート（ＦＰＬ）および／または電気光学ディスプレイ中に組み込まれてもよい。そのような材料は、電気泳動画像ディスプレイ（ＥＰＩＤ）、標識、またはシグナルを受け取ると外観が変化する建築用材料を生成するために使用されることができる。
【００１１】
別の態様では、本発明は、式ＩＩの添加剤
【化２】
2019502960.tif 000003
（式中、ａ、ｂ、ｃ、およびｄは、独立して、０〜２０の整数であり、ａ、ｂ、ｃ、およびｄのうちの少なくとも１つは、１またはそれよりも大きく、Ｒ５は、Ｃ５〜Ｃ３６分枝状または非分枝状アルカン、フルオロアルカン、またはポリアルキルシロキサンである）を提供する。いくつかの実施形態では、Ｒ５は、飽和または不飽和のＣ１０〜Ｃ２０分枝状または非分枝状アルカン、フルオロアルカン、またはポリアルキルシロキサンである。いくつかの実施形態では、Ｒ５は、ステアレートである。いくつかの実施形態では、ａ、ｃ、およびｄは１である一方、ｂは２である。
【００１２】
さらに別の態様では、本発明は、式ＩＩＩの添加剤
【化３】
2019502960.tif 000004
（式中、ａ、ｂ、ｃ、およびｄは、独立して、０〜２０の整数であり、ａ、ｂ、ｃ、およびｄのうちの少なくとも１つは、１またはそれよりも大きく、Ｒ５は、Ｃ５〜Ｃ３６分枝状または非分枝状アルカン、フルオロアルカン、またはポリアルキルシロキサンである）を提供する。いくつかの実施形態では、Ｒ５またはＲ６は、飽和または不飽和のＣ１０〜Ｃ２０分枝状または非分枝状アルカン、フルオロアルカン、またはポリアルキルシロキサンである。いくつかの実施形態では、Ｒ５またはＲ６は、ステアレートである。いくつかの実施形態では、Ｒ５は、ステアレートである。いくつかの実施形態では、ａおよびｃは１である一方、ｂおよびｄは２である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
詳細な説明
様々なタイプの電気泳動媒体の性能は、本明細書に記載されている添加剤を含むことにより改良することができる。例えば、本発明の添加剤は、電気泳動ディスプレイ中に使用される種々の顔料について、明るい状態（オン）と暗い状態（オフ）との間でコントラストを改良することができる。加えて、添加剤は、ディスプレイが画像間で切り替えられた後の残像である、「ゴースト発生」として知られる現象の発生率および強度を低下する。
【００１４】
一般に、本発明の添加剤は、以下の式Ｉ
【化４】
2019502960.tif 000005
（式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、およびＲ４は、独立して、−ＯＨ、−（ＣＨ２）ｍＯＨ、−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｎＯＨ、−（ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）ｑＯＨ、−ＯＣＯＲ５、−（ＣＨ２）ｒＯＣＯＲ５、−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｔＯＣＯＲ５、および−（ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）ｕＯＣＯＲ５から選択され、各Ｒ５は、独立して、Ｃ５〜Ｃ３６分枝状または非分枝状アルカン、フルオロアルカン、またはポリアルキルシロキサンであり、ｍ、ｎ、ｑ、ｒ、ｔ、およびｕは、独立して、１から３０の整数であり、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、またはＲ４のうちの少なくとも１つは、−ＯＣＯＲ５、−（ＣＨ２）ｒＯＣＯＲ５、−（ＯＣＨ２ＣＨ２）ｔＯＣＯＲ５、または−（ＯＣＨ２ＣＨＣＨ３）ｕＯＣＯＲ５である）で示されるタイプのものである。例えば、添加剤は、式ＩＩ：
【化５】
2019502960.tif 000006
（式中、ａ、ｂ、ｃ、およびｄは、独立して、０〜２０の整数であり、ａ、ｂ、ｃ、およびｄのうちの少なくとも１つは、１またはそれよりも大きく、Ｒ５は、Ｃ５〜Ｃ３６分枝状または非分枝状アルカン、フルオロアルカン、またはポリアルキルシロキサンである）のものであってもよい。代替として、添加剤は、式ＩＩＩ：
【化６】
2019502960.tif 000007
（式中、ａ、ｂ、ｃ、およびｄは、独立して、０〜２０の整数であり、ａ、ｂ、ｃ、およびｄのうちの少なくとも１つは、１またはそれよりも大きく、Ｒ５は、Ｃ５〜Ｃ３６分枝状または非分枝状アルカン、フルオロアルカン、またはポリアルキルシロキサンである）のものであってもよい。
【００１５】
添加剤は、ペンタエリスリトールプロポキシレート（５／４  ＰＯ／ＯＨ）およびステアリン酸等の分枝状ポリオールおよび脂肪酸をエステル化することにより合成されていてもよい。脂肪酸は、飽和または不飽和の分枝状または非分枝状であり得る。いくつかの実施形態では、脂肪酸は、過フッ素化されているか、または部分的にフッ素化されている。いくつかの実施形態では、分枝状ポリオールは、ポリプロピレンオキシドまたはポリエチレンオキシドのオリゴマーを含む。適切なポリオールの多くは、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ等の商業用供給業者から入手できる。
【００１６】
本発明の添加剤は、官能化された顔料を有機溶媒中に含む電気泳動媒体と使用され得る。媒体は、ディスプレイの中に、すなわち、バックプレーンに結合されてディスプレイを作製する、フロントプレーンラミネートまたは反転フロントプレーンラミネートの中に組み込まれてもよい。本発明の、すなわち、本発明の添加剤を含む電気泳動媒体は、黒色および白色顔料のみを、すなわち、黒色／白色ディスプレイにおいて使用するために、含んでもよい。本発明の電気泳動媒体は、すなわち、例えば、３つ、４つ、５つ、６つ、７つまたは８つの異なるタイプの粒子を含む、カラーディスプレイにおいて使用されてもよい。例えば、粒子が、黒色、白色、および赤色または黒色、白色、および黄色を含む、ディスプレイが、構築されてもよい。代替として、ディスプレイは、赤色、緑色、および青色粒子、またはシアン色、マゼンタ色、および黄色粒子、または赤色、緑色、青色、および黄色粒子、または赤色、緑色、青色、白色、および黒色粒子、またはシアン色、黄色、マゼンタ色、緑色、白色、および黒色粒子を含んでもよい。
【００１７】
添加剤は、全２．５ｋｇの荷電粒子、例えば、第１の荷電粒子に対して、１ｇを上回る添加剤の濃度で、電気泳動媒体中に添加されてもよい。例えば、添加剤と荷電粒子との比は、１：２５００（重量／重量）、例えば、１：２０００（重量／重量）、例えば、１：１５００（重量／重量）、例えば、１：１０００（重量／重量）、例えば、１：５００（重量／重量）、例えば、１：２５０（重量／重量）、例えば、１：２００（重量／重量）、例えば、１：１５０（重量／重量）、例えば、１：１００（重量／重量）、例えば、１：５０（重量／重量）、例えば、１：２５（重量／重量）、例えば、１：１０（重量／重量）、例えば、１：５（重量／重量）であってもよい。例えば、添加剤は、第１の荷電粒子について、１：２０００（重量／重量）から１：５（重量／重量）の比で存在してもよい。添加剤は、１００グラム／モルを上回る、例えば、４００グラム／モルを上回る、例えば、５００グラム／モルを上回る、例えば、１，０００グラム／モルを上回る、例えば、２，０００グラム／モルを上回る、例えば、５，０００グラム／モルを上回る、例えば、１０，０００グラム／モルを上回る、例えば、１５，０００グラム／モルを上回る、例えば、１０，０００グラム／モルを上回る、例えば、２０，０００グラム／モルを上回る平均分子量を有してもよい。
【００１８】
本明細書において、グレー状態という用語は、結像技術分野におけるその従来的な意味で使用され、２つの極端なピクセルの光学的状態の中間の状態を指し、必ずしも黒色と白色とのこれらの２つの極端な状態の間の遷移を意味するわけではない。例えば、下記に参照されるいくつかのＥ  Ｉｎｋの特許および公開された出願は、極端な状態が白色および濃青色であり、中間のグレー状態が実際には薄青色になる電気泳動ディスプレイを記載している。実際、すでに述べたように、光学的状態の変化は、色の変化では全くない場合もある。黒色および白色という用語は、以下において、ディスプレイの２つの極端な光学的状態を指すように以下で使用される場合があり、例えば、前述の白色および濃青色状態等の厳密には黒色および白色ではない極端な光学的状態を通常含むものとして理解されるべきである。
【００１９】
本明細書において、双安定および双安定性という用語は、当該技術分野におけるそれらの従来的な意味で使用され、少なくとも１つの光学的特性の異なる第１および第２のディスプレイ状態を有するディスプレイ要素を含み、したがって、任意の所与の要素が有限間隔のアドレス指定パルスによって駆動されて、その第１または第２のディスプレイ状態のいずれかになった後、アドレス指定パルスが終了した後に、その状態が少なくとも複数回、例えば、少なくとも４回、ディスプレイ要素の状態を変化させるのに必要な最小のアドレス指定パルスの間隔の間、持続する、ディスプレイを指す。グレースケールが可能ないくつかの粒子ベース電気泳動ディスプレイは、それらの極端な黒色および白色状態においてのみではなく、また同様に、それらの中間のグレー状態においても安定しており、同じことが他の種類の電気光学ディスプレイにも当てはまることが米国特許第７，１７０，６７０号に示されている。この種類のディスプレイは、双安定というよりもむしろ多安定と呼ぶのが適切であるが、便宜上、双安定という用語は、本明細書において双安定および多安定ディスプレイの両方を網羅するように使用されてもよい。
【００２０】
前述の特許および出願の多くは、カプセル化された電気泳動媒体内の離散マイクロカプセルを囲む壁が連続相によって置換され、したがって、いわゆるポリマー分散電気泳動ディスプレイを生産し得、電気泳動媒体が電気泳動流体の複数の離散液滴およびポリマー材料の連続相を含み、そのようなポリマー分散電気泳動ディスプレイ内の電気泳動流体の離散液滴が、離散カプセル膜が各個々の液滴と関連付けられないとしても、カプセルまたはマイクロカプセルと見なされ得ることを認識する。例えば、米国特許第６，８６６，７６０号を参照されたい。故に、本願の目的のために、そのようなポリマー分散電気泳動媒体は、カプセル化された電気泳動媒体の亜種と見なされる。
【００２１】
関連タイプの電気泳動ディスプレイは、いわゆるマイクロセル電気泳動ディスプレイである。マイクロセル電気泳動ディスプレイでは、荷電粒子および流体は、マイクロカプセル内にカプセル化されず、代わりに、担体媒体、典型的には、ポリマーフィルム内に形成される複数の空洞内に保定される。例えば、米国特許第６，６７２，９２１号および第６，７８８，４４９号（両方ともＳｉｐｉｘ  Ｉｍａｇｉｎｇ，  Ｉｎｃ．に譲渡されている）を参照されたい。
【００２２】
上述のように、電気泳動媒体は、流体の存在を必要とする。殆どの先行技術の電気泳動媒体では、この流体は、液体であるが、電気泳動媒体は、ガス状流体を使用して生産され得る（例えば、Ｋｉｔａｍｕｒａ，  Ｔ．，  ｅｔ  ａｌ．  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｔｏｎｅｒ  ｍｏｖｅｍｅｎｔ  ｆｏｒ  ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｐａｐｅｒ−ｌｉｋｅ  ｄｉｓｐｌａｙ，  ＩＤＷ  Ｊａｐａｎ，  ２００１，  Ｐａｐｅｒ  ＨＣＳ１−１、およびＹａｍａｇｕｃｈｉ，  Ｙ．，  ｅｔ  ａｌ．，  Ｔｏｎｅｒ  ｄｉｓｐｌａｙ  ｕｓｉｎｇ  ｉｎｓｕｌａｔｉｖｅ  ｐａｒｔｉｃｌｅｓ  ｃｈａｒｇｅｄ  ｔｒｉｂｏｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ，  ＩＤＷ  Ｊａｐａｎ，  ２００１，  Ｐａｐｅｒ  ＡＭＤ４−４号参照）。同様に、米国特許第７，３２１，４５９号および第７，２３６，２９１号も参照されたい。そのようなガスベース電気泳動媒体は、例えば、媒体が垂直プレーンに配置される看板内等、媒体がそのような沈降を可能にする配向で使用されるときに、粒子沈降のために液体ベース電気泳動媒体と同じ種類の問題の影響を受けやすいと考えられる。実際、粒子沈降は、電気泳動粒子のより高速の沈降を可能にする流体の粘度と比較して、ガス状懸濁流体のより低い粘度のため、液体ベース電気泳動媒体よりもガスベース電気泳動媒体において深刻な問題であると考えられる。
【００２３】
カプセル化された電気泳動ディスプレイは、典型的には、従来的な電気泳動機器のクラスタ化および沈降故障モードに悩まされることがなく、多様な柔軟性および剛性基材上にディスプレイを印刷またはコーティングする能力等のさらなる利点を提供する。（印刷という語の使用は、全ての形態の印刷およびコーティングを含むことが意図され、限定ではないが、前計量コーティング、例えば、パッチダイコーティング、スロットまたは押出コーティング、スライドまたはカスケードコーティング、カーテンコーティング等、ロールコーティング、例えば、ナイフオーバーロールコーティング、フォワードおよびリバースロールコーティング等、グラビアコーティング、浸漬コーティング、吹き付けコーティング、メニスカスコーティング、スピンコーティング、ブラシコーティング、エアナイフコーティング、シルクスクリーン印刷プロセス、静電気印刷プロセス、熱印刷プロセス、インクジェット印刷プロセス、電気泳動析出（米国特許第７，３３９，７１５号参照）、および他の同様の技術が挙げられる。）したがって、得られるディスプレイは、柔軟性であり得る。さらに、ディスプレイ媒体は（種々の方法を使用して）印刷され得るため、ディスプレイ自体は、安価に作製され得る。
【００２４】
前述の米国特許第６，９８２，１７８号は、電気泳動ディスプレイ（カプセル化された電気泳動ディスプレイを含む）を組み立てる方法を記載している。本質的に、この特許は、光透過性導電性層、導電性層と電気接点を有する固体電気光学媒体の層、接着剤層、および剥離シートを順に備える、いわゆるフロントプレーンラミネート（ＦＰＬ）を記載している。典型的には、光透過性導電性層は、光透過性基材上に担持され、好ましくは、基材が永久的な変形を伴わずに、（例えば）直径１０インチ（２５４ｍｍ）のドラムの周囲に手で巻き付けられ得るという意味で柔軟性である。この出願および本明細書において、光透過性という用語は、そのように指定される層が、その層を通して見ている観察者が、電気光学媒体のディスプレイ状態の変化を観察することを可能にするために十分な光を透過させ、通常、導電性層および隣接する基材（存在する場合）を通して見られることを意味するように使用され、電気光学媒体ディスプレイが非可視波長における反射率において変化する場合、光透過性という用語は、当然ながら、関連する非可視波長の透過に関して解釈されるべきである。基材は、典型的には、ポリマーフィルムであって、通常、約１〜約２５ミル（２５〜６３４μｍ）、好ましくは、約２〜約１０ミル（５１〜２５４μｍ）の範囲内の厚さを有する。導電性層は、便宜上、例えば、アルミニウムまたはインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）の薄い金属または金属酸化物層である、または伝導性ポリマーであってもよい。アルミニウムまたはＩＴＯでコーティングされたポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）フィルムは、例えば、Ｅ．Ｉ．  ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ＆  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ  ＤＥ）からのアルミ被覆Ｍｙｌａｒ（Ｍｙｌａｒは、登録商標である）として商業上利用可能であって、そのような商業上の材料は、フロントプレーンラミネートにおける良好な結果と併用され得る。
【００２５】
そのようなフロントプレーンラミネートを使用した電気光学ディスプレイの組立は、剥離シートをフロントプレーンラミネートから除去し、接着剤層をバックプレーンに接着させるのに効果的な条件下で接着剤層をバックプレーンに接触させ、それによって、接着剤層、電気光学媒体の層、および導電性層をバックプレーンに固定することによって達成されてもよい。このプロセスは、フロントプレーンラミネートが、典型的にはロールからロールへのコーティング技術を使用して大量生産され、次に、特定のバックプレーンとの使用に必要とされる任意のサイズの片に切断され得るため、大量生産に非常に適している。
【００２６】
本発明の添加剤に加え、電気泳動媒体は、電荷制御剤（ＣＣＡ）も含んでもよい。例えば、顔料粒子は、官能化されていてもよく、または、荷電または荷電可能基で表面コーティングされていてもよい。ＣＣＡは、粒子の中に吸着されてもよく、それらは、粒子の表面に共有結合されてもよく、そしてそれらは、電荷錯体中に存在してもよく、またはファンデルワールス力を介して緩く関連付けられてもよい。電荷制御剤は、多くの場合、あまり良く理解されていない非制御プロセスによって、粒子を荷電させ、電気泳動媒体の望ましくない高伝導性につながり得る。また、電荷制御剤は、粒子上に物理的にのみ吸着され、そこに結合されないため、条件の変化は、粒子からの電荷制御剤の部分的または完全な脱着を生じさせ、粒子の電気泳動特性における結果として生じる望ましくない変化を伴い得る。脱着された電荷制御剤は、電気泳動媒体内で他の表面上に再吸着し得、そのような再吸着は、付加的問題を生じさせる潜在性を有する。
【００２７】
第四級アミンおよび少なくとも１０個の炭素原子の長さのモノマーを含む不飽和ポリマー尾部を含む、電荷制御剤が、好ましい。第四級アミンは、有機分子、例えば、アルキル基またはアリール基に結合される第四級アンモニウムカチオン［ＮＲ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４］＋を含む。第四級アミン電荷制御剤は、典型的には、商標名ＡＲＱＵＡＤ下でＡｋｚｏ  Ｎｏｂｅｌによって供給される脂肪酸第四級アミンのファミリー等の荷電アンモニウムカチオンに結合された長い非極性尾部を含む。第四級アミン電荷制御剤は、精製形態で購入されてもよく、または電荷制御剤は、第四級アミン電荷制御剤を形成した反応生成物として購入されてもよい。例えば、ＳＯＬＳＰＥＲＳＥ  １７０００（Ｌｕｂｒｉｚｏｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）が、１２−ヒドロキシ−オクタデカン酸ホモポリマーとＮ，Ｎ−ジメチル−１，３−プロパンジアミンおよび重硫酸メチル（methylbisulfate）との反応生成物として、購入されてもよい。他の有用なイオン性電荷制御剤は、限定ではないが、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、金属石鹸、ポリブテンスクシンイミド、無水マレイン酸コポリマー、ビニルピリジンコポリマー、ビニルピロリドンコポリマー、（メタ）アクリル酸コポリマー、またはＮ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレートコポリマー）、Ａｌｃｏｌｅｃ  ＬＶ３０（ダイズレシチン）、Ｐｅｔｒｏｓｔｅｐ  Ｂ１００（石油スルホネート）またはＢ７０（バリウムスルホネート）、ＯＬＯＡ  １１０００（スクシンイミド無灰分散剤）、ＯＬＯＡ  １２００（ポリイソブチレンスクシンイミド）、Ｕｎｉｔｈｏｘ  ７５０（エトキシレート）、Ｐｅｔｒｏｎａｔｅ  Ｌ（スルホン酸ナトリウム）、Ｄｉｓｐｅｒ  ＢＹＫ  １０１、２０９５、１８５、１１６、９０７７および２２０ならびにＡＮＴＩＴＥＲＲＡシリーズを含む。
【００２８】
電荷制御剤は、全１００ｇの荷電粒子に対して１ｇを上回る電荷制御剤の濃度で電気泳動媒体に添加されてもよい。例えば、電荷制御剤と荷電粒子との比は、１：３０（重量／重量）、例えば、１：２５（重量／重量）、例えば、１：２０（重量／重量）であってもよい。電荷制御剤は、１２，０００グラム／モルを上回る、例えば、１３，０００グラム／モルを上回る、例えば、１４，０００グラム／モルを上回る、例えば、１５，０００グラム／モルを上回る、例えば、１６，０００グラム／モルを上回る、例えば、１７，０００グラム／モルを上回る、例えば、１８，０００グラム／モルを上回る、例えば、１９，０００グラム／モルを上回る、例えば、２０，０００グラム／モルを上回る、例えば、２１，０００グラム／モルを上回る平均分子量を有してもよい。例えば、電荷制御剤の平均分子量は、１４，０００グラム／モル〜２２，０００グラム／モル、例えば、１５，０００グラム／モル〜２０，０００グラム／モルであってもよい。いくつかの実施形態では、電荷制御剤は、約１９，０００グラム／モルの平均分子量を有する。
【００２９】
付加的電荷制御剤が、良好な電気泳動移動性を電気泳動粒子に提供するために、ポリマーコーティング内に荷電基を伴って、または伴わずに、使用されてもよい。安定化剤が、電気泳動粒子の凝集を防止し、かつ電気泳動粒子がカプセル壁上に不可逆的堆積することを防止するために使用されてもよい。いずれの成分も、広範囲の分子量（低分子量、オリゴマー、またはポリマー）に及ぶ材料から構築されることができ、単一純化合物または混合物であってもよい。任意選択の電荷制御剤または電荷指向剤が、使用されてもよい。これらの成分は、典型的には、低分子量界面活性剤、重合剤、または１つまたはそれを上回る成分の混成物から成り、電気泳動粒子上の電荷の符号および／または大きさを安定化または別様に改変する役割を果たす。関連し得る、付加的顔料性質は、粒子サイズ分布、化学組成、および耐光性である。
【００３０】
すでに示されたように、粒子を含有する懸濁流体は、密度、屈折率、および溶解度等の性質に基づいて選定されるべきである。好ましい懸濁流体は、低誘電定数（約２）、高体積抵抗率（約１０１５ｏｈｍ−ｃｍ）、低粘度（５センチストーク（「ｃｓｔ」）未満）、低毒性および環境影響、低水溶度（１０百万分率（「ｐｐｍ」）未満）、高比重（１．５を上回る）、高沸点（９０℃を上回る）、および低屈折率（１．２未満）を有する。
【００３１】
非極性流体の選択肢は、化学的不活性、電気泳動粒子に合致する密度、または電気泳動粒子および境界カプセル（カプセル化された電気泳動ディスプレイの場合）の両方との化学的適合性の懸念に基づいてもよい。流体の粘度は、粒子の移動が所望されるときは低くあるべきである。懸濁流体の屈折率はまた、粒子のものに実質的に合致してもよい。本明細書で使用されるように、懸濁流体の屈折率は、その個別の屈折率間の差異が約０〜約０．３、好ましくは、約０．０５〜約０．２である場合、粒子のものに「実質的に合致」する。
【００３２】
ハロゲン化有機溶媒、飽和直鎖または分枝状炭化水素、シリコーン油、および低分子量ハロゲン含有ポリマー等の非極性有機溶媒は、いくつかの有用な非極性流体である。非極性流体は、単一流体を含んでもよい。しかしながら、非極性流体は、多くの場合、その化学および物理的性質を調整するために、１つを上回る流体の混成物である。さらに、非極性流体は、電気泳動粒子または境界カプセルの表面エネルギーまたは電荷を改変するための付加的表面改変剤を含有してもよい。マイクロカプセル化プロセスのための反応物または溶媒（例えば、油溶性モノマー）もまた、懸濁流体中に含有されることができる。付加的電荷制御剤もまた、懸濁流体に添加されることができる。
【００３３】
有用な有機溶媒として、限定ではないが、エポキシド、例えば、デカンエポキシドおよびドデカンエポキシド、ビニルエーテル、例えば、シクロヘキシルビニルエーテルおよびＤｅｃａｖｅ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｆｌａｖｏｒｓ  ＆  Ｆｒａｇｒａｎｃｅｓ，  Ｉｎｃ．（Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，  Ｎ．Ｙ．）の登録商標）、および芳香族炭化水素、例えば、トルエンおよびナフタレンが挙げられる。有用なハロゲン化有機溶媒として、限定ではないが、テトラフルオロジブロモエチレン、テトラクロロエチレン、トリフルオロクロロエチレン、１，２，４−トリクロロベンゼン、四塩化炭素が挙げられる。これらの材料は、高密度を有する。有用な炭化水素として、限定ではないが、ドデカン、テトラデカン、Ｉｓｏｐａｒ（登録商標）シリーズ（Ｅｘｘｏｎ，  Ｈｏｕｓｔｏｎ，  Ｔｅｘ．）、Ｎｏｒｐａｒ（登録商標）（一連の通常のパラフィン液体）、Ｓｈｅｌｌ−Ｓｏｌ（登録商標）（Ｓｈｅｌｌ，  Ｈｏｕｓｔｏｎ，  Ｔｅｘ．）、およびＳｏｌ−Ｔｒｏｌ（登録商標）（Ｓｈｅｌｌ）における脂肪族炭化水素、ナフサ、および他の石油溶媒が挙げられる。これらの材料は、通常、低密度を有する。シリコーン油の有用な例として、限定ではないが、オクタメチルシクロシロキサンおよび高分子量環状シロキサン、ポリ（メチルフェニルシロキサン）、ヘキサメチルジシロキサン、およびポリジメチルシロキサンが挙げられる。これらの材料は、通常、低密度を有する。有用な低分子量ハロゲン含有ポリマーとして、限定ではないが、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）ポリマー（Ｈａｌｏｇｅｎａｔｅｄ  Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ  Ｉｎｃ．，  Ｒｉｖｅｒ  Ｅｄｇｅ，  Ｎ．Ｊ．）、Ｇａｌｄｅｎ（登録商標）（Ａｕｓｉｍｏｎｔ，  Ｍｏｒｒｉｓｔｏｗｎ，  Ｎ．Ｊ．からの過フッ素化エーテル）、またはｄｕ  Ｐｏｎｔ（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，  Ｄｅｌ）からのＫｒｙｔｏｘ（登録商標）が挙げられる。好ましい実施形態では、懸濁流体は、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）ポリマーである。特に好ましい実施形態では、本ポリマーは、約２〜約１０の重合度を有する。前述の材料の多くは、ある範囲の粘度、密度、および沸点において利用可能である。
【００３４】
いくつかの実施形態では、非極性流体が、光学的に吸収性の色素を含む。本色素は、流体中で可溶性でなければならないが、概して、カプセルの他の成分には不溶性である。色素材料の選択肢には、非常に融通性がある。色素は、純化合物または黒色を含む特定の色を達成するための色素の混成物であることができる。色素は、蛍光性であることができ、蛍光性質が粒子の位置に依存するディスプレイを生産する。色素は、光活性であって、可視または紫外線光のいずれかの照射に応じて、別の色に変化する、または無色になり、光学応答を得るための別の手段を提供することができる。色素はまた、例えば、熱、光化学、または化学拡散プロセスによって重合可能であって、固体吸収ポリマーを境界シェルの内側に形成し得る。
【００３５】
電気泳動ディスプレイの当業者にすでに公知のいくつかの色素は、有用であることが証明される。有用なアゾ色素として、限定ではないが、Ｏｉｌ  Ｒｅｄ色素およびＳｕｄａｎ  ＲｅｄおよびＳｕｄａｎ  Ｂｌａｃｋシリーズの色素が挙げられる。有用なアントラキノン色素として、限定ではないが、Ｏｉｌ  Ｂｌｕｅ色素およびＭａｃｒｏｌｅｘ  Ｂｌｕｅシリーズの色素が挙げられる。有用なトリフェニルメタン色素として、限定ではないが、Ｍｉｃｈｌｅｒ’ｓ  ｈｙｄｒｏｌ、Ｍａｌａｃｈｉｔｅ  Ｇｒｅｅｎ、Ｃｒｙｓｔａｌ  ＶｉｏｌｅｔおよびＡｕｒａｍｉｎｅ  Ｏが挙げられる。核粒子は、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＣＩ顔料ブラック２６もしくは２８または同等物（例えば、マンガンフェライトブラックスピネルまたは銅クロマイトブラックスピネル）等の無機顔料、あるいはフタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、ジアリライドイエロー、ジアリライドＡＡＯＴイエロー、およびキナクリドン、アゾ、ローダミン、Ｓｕｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌからのペリレン顔料シリーズ、Ｋａｎｔｏ  ＣｈｅｍｉｃａｌからのＨａｎｓａイエローＧ粒子、およびＦｉｓｈｅｒからのカーボンランプブラックまたは同等物等の有機顔料のものであってもよい。
【００３６】
粒子分散安定化剤はまた、カプセル壁への粒子凝集または付着を防止するために添加されてもよい。電気泳動ディスプレイにおける懸濁流体として使用される典型的な高抵抗率液体に関して、非水性界面活性剤が、使用されてもよい。これらとして、限定ではないが、グリコールエーテル、アセチレン性グリコール、アルカノールアミド、ソルビトール誘導体、アルキルアミン、第四級アミン、イミダゾリン、ジアルキルオキシド、およびスルホスクシネートが挙げられる。
【００３７】
双安定電気泳動媒体が所望される場合、懸濁流体中に、約２０，０００を超える平均分子量を有するポリマーを含むことが望ましくあり得、本ポリマーは、本質的に、電気泳動粒子上に非吸着性である。ポリ（イソブチレン）は、本目的のために好ましいポリマーである。米国特許第７，１７０，６７０号（この出願の全開示は、参照により本明細書に組み込まれる）を参照されたい。
【００３８】
内相のカプセル化は、いくつかの異なる方法で遂行されてもよい。マイクロカプセル化のための多数の好適な手順が、Ｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ，  Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ（Ｉ．  Ｅ．  Ｖａｎｄｅｇａｅｒ編），Ｐｌｅｎｕｍ  Ｐｒｅｓｓ，  Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，  Ｎ．Ｙ．（１９７４）およびＧｕｔｃｈｏ、Ｍｉｃｒｏｃａｐｓｕｌｅｓ  ａｎｄ  Ｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，  Ｎｏｙｅｓ  Ｄａｔａ  Ｃｏｒｐ．，  Ｐａｒｋ  Ｒｉｄｇｅ，  Ｎ．Ｊ．（１９７６）の両方に詳述される。プロセスは、いくつかの一般的なカテゴリ、すなわち、界面重合、ｉｎ  ｓｉｔｕ重合、物理的プロセス、例えば、共押出成形および他の相分離プロセス、液体内硬化、および単純な／複雑なコアセルベーションに分類され、これらの全ては、本発明に適用され得る。
【００３９】
多数の材料およびプロセスが、本発明のディスプレイの配合に有用であることが証明されるはずである。カプセルを形成する単純なコアセルベーションプロセスのための有用な材料として、限定ではないが、ゼラチン、ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（ビニルアセテート）、およびセルロース誘導体、例えば、カルボキシメチルセルロースが挙げられる。複雑なコアセルベーションプロセスのための有用な材料として、限定ではないが、ゼラチン、アカシア、カラギーナン、カルボキシメチルセルロース、加水分解スチレン無水物コポリマー、寒天、アルギネート、カゼイン、アルブミン、メチルビニルエーテル−ｃｏ−無水マレイン酸、およびセルロースフタレートが挙げられる。相分離プロセスのための有用な材料として、限定ではないが、ポリスチレン、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、ポリ（エチルメタクリレート）、ポリブチルメタクリレート）、エチルセルロース、ポリ（ビニルピリジン）、およびポリアクリロニトリルが挙げられる。ｉｎ  ｓｉｔｕ重合プロセスのための有用な材料として、限定ではないが、アルデヒド、メラミン、または尿素を伴うポリヒドロキシアミドおよびホルムアルデヒド、メラミンまたは尿素とホルムアルデヒドとの縮合体の水溶性オリゴマー、およびビニルモノマー、例えば、スチレン、メチルメタクリレート（ＭＭＡ）、およびアクリロニトリルが挙げられる。最後に、重合プロセスのための有用な材料として、限定ではないが、ジアシルクロリド、例えば、セバコイル、アジポイル、およびジアミンもしくはポリアミンまたはジアルコールもしくはポリアルコール、およびイソシアネートが挙げられる。有用な乳化重合材料として、限定ではないが、スチレン、ビニルアセテート、アクリル酸、ブチルアクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、メチルメタクリレート、およびブチルメタクリレートが挙げられ得る。
【００４０】
生産されたカプセルは、硬化性担体の中に分散され、従来の印刷およびコーティング技法を使用して大型かつ恣意的に成形または湾曲された表面上に印刷またはコーティングされ得る、インクをもたらしてもよい。
【００４１】
本発明の文脈では、当業者は、所望のカプセル性質に基づいて、カプセル化手順および壁材料を選択する。これらの性質は、カプセル半径の分布、カプセル壁の電気、機械、拡散、および光学性質、およびカプセルの内相との化学的適合性を含む。
【００４２】
カプセル壁は、概して、高電気抵抗率を有する。比較的低抵抗率を伴う壁を使用することも可能であるが、これは、比較的より高いアドレス指定電圧を要求する際に性能を限定し得る。カプセル壁はまた、機械的に強固であるべきである（但し、完成したカプセル粉末がコーティングのために硬化性ポリマー結合剤中に分散されるべき場合、機械的強度は、それほど重要ではない）。カプセル壁は、概して、多孔性であるべきではない。しかしながら、多孔性カプセルを生産するカプセル化手順を使用することを所望する場合、これらは、後処理ステップ（すなわち、第２のカプセル化）においてオーバーコーティングされ得る。さらに、カプセルが硬化性結合剤中に分散されるべき場合、結合剤は、細孔を閉鎖する役割を果たす。カプセル壁は、光学的にクリアであるべきである。しかしながら、壁材料は、カプセルの内相（すなわち、懸濁流体）またはカプセルが分散されるべき結合剤の屈折率に合致するように選定され得る。いくつかの用途（例えば、２つの固定された電極間の嵌入）に関して、単分散カプセル半径が、望ましい。
【００４３】
本発明に好適なカプセル化技法は、水中油滴型乳剤（oil/water  emulsion）の水相中、負に荷電したカルボキシル置換の直鎖炭化水素高分子電解質材料の存在下での、尿素とホルムアルデヒドとの間の重合を伴う。結果として生じるカプセル壁は、尿素／ホルムアルデヒドコポリマーであって、これは、個別に内部相を取り囲む。カプセルは、クリアであって、機械的に強固であって、かつ良好な抵抗率性質を有する。
【００４４】
ｉｎ  ｓｉｔｕ重合の関連技法は、水中油滴型乳剤を利用し、これは、電気泳動流体（すなわち、顔料粒子の懸濁液を含有する誘電性液体）を水性環境中に分散させることによって形成される。モノマーが重合すると、水性相に対してよりも内相に対してより高い親和性を伴うポリマーを形成し、したがって、乳化された油状液滴の周囲に凝縮する。１つのｉｎ  ｓｉｔｕ重合プロセスでは、尿素およびホルムアルデヒドが、ポリ（アクリル酸）の存在下で凝縮する（例えば、米国特許第４，００１，１４０号参照）。米国特許第４，２７３，６７２号に記載される他のプロセスでは、水溶液中に媒介される任意の種々の架橋剤が、微視的な油状液滴の周囲に堆積される。そのような架橋剤は、アルデヒド、特に、ホルムアルデヒド、グリオキサール、またはグルタルアルデヒド、ミョウバン、ジルコニウム塩、およびポリイソシアネートを含む。
【００４５】
コアセルベーションアプローチもまた、水中油滴型乳剤を利用する。１つまたはそれを上回るコロイドが、温度、ｐＨ、および／または相対的濃度の制御を通して、水相からコアセルベート（すなわち、凝集）し、油状液滴の周囲にシェルとして堆積され、それによって、マイクロカプセルを生成する。コアセルベーションに好適な材料は、ゼラチンおよびアラビアゴムを含む。例えば、米国特許第２，８００，４５７号を参照されたい。
【００４６】
界面重合アプローチは、電気泳動組成物中の油溶解性モノマーの存在に依拠し、これは、再び、水相中の乳剤として存在する。微小な疎水性液滴中のモノマーは、水相に導入されたモノマーと反応し、液滴と周囲水性媒体との間の界面で重合し、液滴の周囲にシェルを形成する。結果として生じる壁は、比較的薄く、浸透性であり得るが、本プロセスは、ある他のプロセスの高温特性を要求せず、したがって、誘電性液体の選定の観点からより優れた融通性をもたらす。
【００４７】
付加的材料が、カプセル化された媒体に添加され、電気泳動ディスプレイの構造を改良してもよい。例えば、コーティング助剤が、コーティングされたまたは印刷された電気泳動インク材料の均一性および品質を改良するために使用されることができる。湿潤剤が、コーティング／基材界面の界面張力を調節するために、かつ液体／空気表面張力を調節するために添加されてもよい。湿潤剤として、限定ではないが、アニオン性およびカチオン性界面活性剤、および非イオン性種、例えば、シリコーンまたはフルオロポリマーベースの材料が挙げられる。分散剤が、カプセルと結合剤との間の界面張力を改変し、凝集および粒子沈降の制御を提供するために使用されてもよい。
【００４８】
他の実施形態では、電気泳動媒体は、微小製造されるセル、すなわち、商標名ＭＩＣＲＯＣＵＰ下でＥ  Ｉｎｋによって製造されるようなマイクロセル内に含有され得る。いったんマイクロセルが電気泳動媒体で充填されると、マイクロセルは、シールされ、電極（または電極アレイ）が、マイクロセルに添着され、充填されたマイクロセルは、電場で駆動されて、ディスプレイを生成する。
【００４９】
例えば、米国特許第６，９３０，８１８号に記載されるように、オス型金型が、伝導性基材を型押するために使用されてもよく、それに応じて、透明伝導体フィルムが形成される。熱可塑性または熱硬化性前駆体の層が、次いで、伝導体フィルム上にコーティングされる。熱可塑性または熱硬化性前駆体層は、ローラ、プレート、またはベルトの形態におけるオス型金型によって、熱可塑性または熱硬化性前駆体層のガラス遷移温度より高い温度でエンボス加工される。いったん形成されると、金型は、前駆体層が固化され、マイクロセルのアレイを露見させる間またはその後、離型される。前駆体層の固化は、冷却や、放射、熱、または湿気による架橋結合によって遂行されてもよい。熱硬化性前駆体の硬化が、ＵＶ照射によって遂行される場合、ＵＶは、２つの図に示されるように、ウェブの底部または上部から透明伝導体フィルム上に照射し得る。代替として、ＵＶ灯が、金型の内側に設置されてもよい。この場合、金型は、ＵＶ光が事前にパターン化されたオス型金型を通して熱硬化性前駆体層上に照射することを可能にするために透明でなければならない。
【００５０】
マイクロセルの調製のための熱可塑性または熱硬化性前駆体は、多官能性アクリレートまたはメタクリレート、ビニルエーテル、エポキシドおよびそのオリゴマー、ポリマー、および同等物であってもよい。可撓性を付与する架橋可能オリゴマー、例えば、ウレタンアクリレートまたはポリエステルアクリレートもまた、通常、エンボス加工したマイクロカップの耐屈曲性を改良するために添加される。組成物は、ポリマー、オリゴマー、モノマー、および添加剤、またはオリゴマー、モノマー、および添加剤のみを含有してもよい。
【００５１】
一般に、マイクロセルは、任意の形状であることができ、そのサイズおよび形状は、変動し得る。マイクロセルは、１つのシステムにおいて実質的に均一サイズおよび形状であってもよい。しかしながら、光学効果を最大限にするために、異なる形状およびサイズの混合物を有するマイクロセルが、生産されてもよい。例えば、赤色の分散液で充填されるマイクロセルは、緑色マイクロセルまたは青色マイクロセルと異なる形状またはサイズを有してもよい。さらに、ピクセルは、異なる色の異なる数のマイクロセルから成ってもよい。例えば、ピクセルは、いくつかの小緑色マイクロセルと、いくつかの大赤色マイクロセルと、いくつかの小青色マイクロセルとから成ってもよい。３つの色に対して同一形状および数を有する必要はない。
【００５２】
マイクロセルの開口部は、丸形、正方形、長方形、六角形、または任意の他の形状であってもよい。開口部間の仕切面積は、好ましくは、望ましい機械的性質を維持しながら、高色飽和およびコントラストを達成するために、小さいままである。その結果、ハニカム形状の開口部が、例えば、円形開口部より好ましい。
【００５３】
反射電気泳動ディスプレイに関して、各個々のマイクロセルの寸法は、約１０２〜約５×１０５μｍ２、好ましくは、約１０３〜約５×１０４μｍ２の範囲内であり得る。マイクロセルの深さは、約３〜約１００ミクロン、好ましくは、約１０〜約５０ミクロンの範囲内である。開口部と壁の比は、約０．０５〜約１００、好ましくは、約０．４〜約２０の範囲内である。開口部の距離は、通常、開口部の縁間で約１５〜約４５０ミクロン、好ましくは、約２５〜約３００ミクロンの範囲内である。
【００５４】
まとめると、多数の変更および改変が、本発明の範囲から逸脱することなく、上記に説明される本発明の具体的実施形態に行われ得ることが、当業者に明白である。故に、前述の説明全体は、限定的意味ではなく、例証的意味で解釈されるべきである。
【実施例】
【００５５】
実施例１  −  Ｖ０５２添加剤の合成
【００５６】
電気泳動システム（Ｖ０５２）の改良された性能のための添加剤は、式ＩＶに示されている。
【化７】
2019502960.tif 000008
Ｖ０５２を合成するために、塩化オキサリル（２８．０ｍＬ、１．０４当量）を、１Ｌ丸底フラスコにおけるＤＣＭ（３００ｍＬ）およびＤＭＦ（６．０ｍＬ）中で激しく撹拌したステアリン酸（８９．０ｇ、１当量）の懸濁液に、制御が効かなくなって発泡しないように注意（ガス発生のため）しながら１時間にわたって滴下添加した。添加の完了後、褐色反応混合物をさらに３０分間撹拌し、ロータリーエバポレーターで濃縮し、ＤＣＭ（２００ｍＬ）中に再溶解させた。別の２Ｌ丸底フラスコにおいて、ペンタエリスリトールプロポキシレート  ５／４  ＰＯ／ＯＨ（２００ｇ、１．５０当量）を、ＤＣＭ（０．５Ｌ）中に溶解させた。ＴＥＡ（４６．０ｍＬ、１．１０当量）およびＤＭＡＰ（４７７ｍｇ、０．０１当量）を、一度に添加した。塩化ステアリル溶液を、生じた撹拌溶液に、カニューレを介して一滴ずつ、３時間にわたって移した。反応混合物を追加で２時間撹拌させた後で、白色沈殿物（トリエチルアミン塩酸塩）を濾過し、濾液をロータリーエバポレーターで濃縮した。シリカゲルクロマトグラフィー（ヘキサン→７：３  酢酸エチル：ヘキサン）による精製から、Ｖ０５２（１１５ｇ、５３％）を薄黄色クリア油状物として得て、これを、以下に記載するように、電気泳動粒子システムに添加するために直接使用した。この合成スキームは、異性体の混合物を有するＶ０５２をもたらす。合成に使用されたすべての試薬および溶媒を、商業用供給源から購入し、追加の精製なしで使用した。
【化８】
2019502960.tif 000009
【００５７】
実施例２  −  二粒子システム中のＶ０５２添加剤
【００５８】
Ｖ０５２添加剤を、米国特許公報第２０１３／００７７１５５号および第２０１３／０２５０４００号（そのいずれも、参照により全体が本明細書に組み込まれる）に記載されるタイプの二粒子電気泳動システム（two-electrophoretic  particle  system）に添加した。電気泳動粒子に対して１：４０（重量／重量）のＶ０５２を含む配合物を、添加剤を含有しない対照媒体と比較した。次いで、調製されたサンプルを、２０℃および０℃にて、３．３ボルトの波形で駆動させた。ディスプレイを、Ｄ６５照明を有するＸ−ｒｉｔｅ  ｉＯｎｅ分光計（Ｘ−ｒｉｔｅ、Ｇｒａｎｄ  Ｒａｐｉｄｓ、ＭＩ）を使用して、明状態および暗状態における相対反射率および色について評価した。データは、ＣＩＥｘｙＹおよびＣＩＥＬＡＢ色空間アルゴリズムの両方を使用して報告されている。明るい画像と暗い画像との間でディスプレイを駆動させることにより、ならびに、明るい画像から暗い画像へと進むときの、残留反射率の量、および、暗い画像から明るい画像へと進むときの、低減された反射率の量を評価することにより、ゴースト発生のレベルを判定した。実際に、各ディスプレイは、陽および陰の格子パターンの間で駆動された一方で、Ｌ＊における変化がいくつかの場所で測定され、それにより、短時間量で、多くの関連性があるデータ点の採取が可能であった。
【００５９】
表１に示されるように、Ｖ０５２添加剤は、白色状態の反射率を２．５％まで、コントラスト比を１２％まで改良した一方、それに加えて、ゴースト発生、すなわち、媒体が画像の間で切り替えられた後でゴースト画像の出現を低減させた。これらの傾向は、２０℃および０℃の両方で明白であったが、しかしながら、添加剤と対照との間の差は、低温でより顕著であった。
【表１】
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【００６０】
実施例３  −  三粒子システム中のＶ０５２添加剤
【００６１】
Ｖ０５２添加剤を、米国特許公報第２０１４／００９２４６５号（参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）に記載されるタイプの三粒子電気泳動システム中に添加した。１：２００（重量／重量）のＶ０５２：電気泳動粒子を含む配合物を、添加剤を含有しない対照媒体と比較した。サンプルを、２０℃にて、１５ボルトの波形で駆動させた。
【００６２】
表２に示されるように、Ｖ０５２添加剤は、三粒子システムの白色および暗状態、コントラスト比、色づけ（tinting）、およびゴースト発生を改良した。
【表２】
2019502960.tif 000011
【００６３】
実施例４  −  ペンタエリスリトールモノステアレートを有する二粒子システム
【００６４】
米国特許公報第２０１３／００７７１５５号および第２０１３／０２５０４００号に記載されるタイプの、二粒子電気泳動システムに対する添加剤としてのペンタエリスリトールモノステアレートを評価するために、類似した実験セットを使用した。ペンタエリスリトールモノステアレートの構造は、以下に示される。
【化９】
2019502960.tif 000012
１：２００（重量／重量）のペンタエリスリトールモノステアレート（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）：電気泳動粒子を含む配合物が調製された。添加剤を含有しない対照媒体も調製した。次いで、調製されたサンプルを、２０℃および０℃にて、５ボルトの波形で駆動させた。
【００６５】
表３に示されるように、ペンタエリスリトールモノステアレートを含む配合物は、改良された白色度、暗度、コントラスト比、およびゴースト発生を示した。これらの傾向は、２０℃および０℃の両方で明白であった。
【００６６】
【表３】
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【００６７】
実施例５  −  三粒子システム中のペンタエリスリトールモノステアレート
【００６８】
１：２００（重量／重量）のペンタエリスリトールモノステアレート：電気泳動粒子を含む配合物を得るために、ペンタエリスリトールモノステアレートを、米国特許公報第２０１４／００９２４６５号に記載されるタイプの三粒子電気泳動システムに添加した。三粒子ペンタエリスリトールモノステアレート配合物をまた、実施例３に記載される１：２００（重量／重量）のＶ０５２配合物と比較した。結果は、表４に示される。
【表４】
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【００６９】
実施例６  −  三粒子システム中の３−ヒドロキシ−２−（ヒドロキシメチル）−２−［（ステアロイルオキシ）メチル］プロピルステアレート（ＨＰＳ）
【００７０】
１：２００（重量／重量）の比でＨＰＳ：電気泳動粒子を含む配合物を得るために、３−ヒドロキシ−２−（ヒドロキシメチル）−２−［（ステアロイルオキシ）メチル］プロピルステアレート（ＨＰＳ）（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）をまた、米国特許公報第２０１４／００９２４６５号に記載されるタイプの三粒子電気泳動システムに添加した。ＨＰＳの構造は、以下に示される。
【化１０】
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【００７１】
三粒子ＨＰＳ配合物をまた、実施例３に記載される１：２００（重量／重量）のＶ０５２と比較した。結果は、表５に示される。表５に示されるように、ＨＰＳは、三粒子システムの白色度、コントラスト比、およびゴースト発生を改良する。
【表５】
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【００７２】
前述のように、本発明は、媒体の性能を改良するために、電気泳動媒体中に含まれ得る添加剤を提供する。
【００７３】
多数の変更および改変が、本発明の範囲から逸脱することなく、上記に説明される本発明の具体的実施形態に行われ得ることが、当業者に明白である。故に、前述の説明全体は、限定的意味ではなく、例証的意味で解釈されるべきである。
【国際調査報告】
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